專利名稱：一種去除水體中納米顆粒的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種去除水體中納米顆粒的方法。
背景技術(shù)：
近年來，納米產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度顯著加快。納米材料被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，包括除草齊U、化妝品、打印機(jī)、電子產(chǎn)品、地下水修復(fù)、污廢水處理等。然而，納米材料的潛在危害也逐漸為人們所重視，比如納米顆粒的生物毒性已成為近年來的ー個(gè)研究熱點(diǎn)?？紤]到納米顆粒的生物毒性和廣泛應(yīng)用導(dǎo)致的潛在暴露風(fēng)險(xiǎn)，國(guó)內(nèi)外近年來對(duì)納米顆粒在水體中的凝聚或分散特點(diǎn)及其去除效率展開了相關(guān)研究。因此很有必要找到ー種傳統(tǒng)的去除水體中納米顆粒的方法?；炷签`種傳統(tǒng)的水處理工藝，尤其是對(duì)去除水體中的膠體和顆粒物質(zhì)具有很好的效果?，F(xiàn)已有一些用混凝的方法去除水體中納米顆粒的研究，但是這些研究都局限于那 些傳統(tǒng)的混凝劑，如FeCl3, AlCl3, Al2 (SO4) 3和PAC (聚合氯化鋁)，對(duì)PFS (聚合硫酸鐵)的應(yīng)用研究一直都被忽略。我們的研究發(fā)明表明，聚合硫酸鐵是ー種很高效的混凝劑，在低投加量的條件下即可對(duì)納米顆粒有很好的去除效果。本發(fā)明通過向水體中投加聚合硫酸鐵混凝劑，經(jīng)混凝、絮凝及沉淀過程后，納米顆粒的去除率達(dá)到75%以上，進(jìn)ー步用濾膜過濾后，去除率達(dá)98%以上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種簡(jiǎn)單、便于操作、費(fèi)用低的去除水體中納米顆粒的方法，以消除其在水體中潛在的暴露風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明提出的去除水體中納米顆粒的方法，具體步驟為向含有納米顆粒的水體中投加聚合硫酸鐵混凝劑，經(jīng)快速攪拌、慢速攪拌及沉淀階段，去除水體中的納米顆粒；
(1)快速攪拌階段，以50(T700rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30s 2min，
(2)慢速攪拌階段，以10(T200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌l(T20min；
(3)沉淀階段，沉降時(shí)間在20min以上，沉淀后濁度的去除率達(dá)75%以上，進(jìn)ー步用低于IMm的濾膜過濾后的去除率達(dá)98%以上。本發(fā)明中，所述的聚合硫酸鐵混凝劑，為市售產(chǎn)品，其鐵含量為21. 3%，以Fe的投加量計(jì)，聚合硫酸鐵混凝劑的投加量為O. f ImM。本發(fā)明中，所述納米顆粒為納米ニ氧化鈦顆粒。本發(fā)明的有益效果在干整個(gè)過程簡(jiǎn)單、便于操作、費(fèi)用低，且具有很高的去除率。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)ー步描述本發(fā)明的特點(diǎn)，但是這些實(shí)施例并不是用來以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I :納米顆粒懸濁液的制備用自來水配置30mg/L的納米ニ氧化鈦懸濁液，超聲分散30min，超聲后測(cè)其濁度為275 NTU0聚合硫酸鐵混凝劑的配置將市售的含鐵21. 3%的聚合硫酸鐵粉末，用去離子水配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的混凝劑儲(chǔ)備液，如稱取4g聚合硫酸鐵粉末溶于46g去離子水中。向超聲后的懸池液中投加O. 3mM的聚合硫酸鐵混凝劑儲(chǔ)備液,立即以650rpm的速度快速攪拌Imin,然后以150rpm的速度慢速攪拌15min,攪拌完成后靜置沉淀30min。沉淀后測(cè)其剩余濁度為58. O NTU,即有78. 9%的去除率。進(jìn)ー步將上清液用O. 45Mm的濾膜進(jìn)行過濾，測(cè)其過濾后濾液濁度為4. 35 NTU,即去除率達(dá)到98. 4%。實(shí)施例2:
納米顆粒懸濁液的制備同實(shí)施例I。超聲后測(cè)其濁度為256 NTU0
聚合硫酸鐵混凝劑的配置同實(shí)施例I。向超聲后的懸池液中投加O. ImM的聚合硫酸鐵混凝劑儲(chǔ)備液,立即以500rpm的速度快速攪拌30s，然后以IOOrpm的速度慢速攪拌lOmin，攪拌完成后靜置沉淀30min。沉淀后測(cè)其剩余濁度為57. 3 NTU,即有77. 6%的去除率。進(jìn)ー步將上清液用O. 45Mm的濾膜進(jìn)行過濾，測(cè)其過濾后濾液濁度為4. 61 NTU,即去除率達(dá)到98. 2%。實(shí)施例3 :納米顆粒懸濁液的制備同實(shí)施例I。超聲后測(cè)其濁度為353 NTU0聚合硫酸鐵混凝劑的配置同實(shí)施例I。向超聲后的懸濁液中投加ImM的聚合硫酸鐵混凝劑儲(chǔ)備液，立即以700rpm的速度快速攪拌2min,然后以200rpm的速度慢速攪拌20min,攪拌完成后靜置沉淀60min。沉淀后測(cè)其剩余濁度為85. 2 NTU,即有75. 9%的去除率。進(jìn)ー步將上清液用O. 45Mm的濾膜進(jìn)行過濾，測(cè)其過濾后濾液濁度為6. 49 NTU,即去除率達(dá)到98. 2%。
權(quán)利要求
1.一種去除水體中納米顆粒的方法，其特征在于具體步驟為向含有納米顆粒的水體中投加聚合硫酸鐵混凝劑，經(jīng)快速攪拌、慢速攪拌及沉淀階段，去除水體中的納米顆粒；(1)快速攪拌階段，以50(T700rpm的轉(zhuǎn)速攪拌30s 2min，(2)慢速攪拌階段，以10(T200rpm的轉(zhuǎn)速攪拌l(T20min；(3)沉淀階段，沉降時(shí)間在20min以上，沉淀后濁度的去除率達(dá)75%以上，進(jìn)ー步用低于IMm的濾膜過濾后的去除率達(dá)98%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的去除水體中納米顆粒的方法，其特征在于所述的聚合硫酸鐵混凝劑，為市售產(chǎn)品，其鐵含量為21. 3%，以Fe的投加量計(jì)，聚合硫酸鐵混凝劑的投加量為O. I ImM。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的去除水體中納米顆粒的方法，其特征在于所述納米顆粒為納米ニ氧化鈦顆粒。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除水體中納米顆粒的方法。該方法的具體步驟為向納米顆粒的懸濁液中投加0.1~1mM(以Fe的投加量計(jì))的聚合硫酸鐵混凝劑，混合、絮凝階段如下(1)快速攪拌階段，30s~2min，轉(zhuǎn)速500~700rpm；(2)慢速攪拌階段，10~20min，轉(zhuǎn)速100~200rpm；(3)沉淀階段，沉降時(shí)間至少20min。沉淀后濁度的去除率達(dá)75%以上，進(jìn)一步用低于1μm的濾膜過濾后的去除率達(dá)98%以上。本發(fā)明采用的去除水體中納米顆粒的方法具有簡(jiǎn)單、便于操作、費(fèi)用低的特點(diǎn)，并且具有很高的去除率。
文檔編號(hào)C02F9/04GK102826687SQ20121034477
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者王洪濤, 戚菁, 王燾, 李風(fēng)亭 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)